振動 - ショートペディア【9/12更新】 | ショートペディア

振動（しんどう）とは、物体が一定の点や平衡状態を中心として、周期的に繰り返す往復運動のこと。

概要

物体が振動すると、その周囲にある空気などの媒質が押し縮められたり薄くなったりする密度の変化が生じる。この変化が波として伝わる現象が音波である。音の性質は、振動の仕方に大きく依存する。例えば、モノコードの弦を弾く際、弦を短くしたり強く張ったりすると、1秒間あたりの振動数が増えるため、音は高くなる。

音の伝達には媒質が必要であり、空気のない真空状態では音は伝わらない。また、媒質の密度が高いほど音の伝わる速さは速くなる性質がある。オシロスコープの波形から振動数を読み取る際は、横軸の時間設定を確認し、1秒間に含まれる波の数を算出することで、その音の正確な高さを把握できる。

音の伝わる速さ（音速）は気温によって変化し、気温をt[℃]とすると、音速V[m/s]はV=331+0.6tという式で近似される。例えば、気温15℃のときの音速は約340m/sとなる。

応用的な計算問題では音の反射がよく扱われる。例えば、秒速10mで岸壁に向かって移動している船が汽笛を鳴らし、その反射音を聞くまでの時間を求める場合、音が進む距離と船が進む距離の合計を考慮しなければならない。また、音源が移動することで観測者に届く音の周期が変化し、音の高さが変わって聞こえる現象をドップラー効果と呼ぶ。